萬物互聯(lián)時(shí)代背景下，隨著傳感器與無線通信技術(shù)的融合發(fā)展，不論是晝夜運(yùn)轉(zhuǎn)的工業(yè)器件，還是功能各異的電子設(shè)備都被賦予了向外“溝通”的能力，越來越多的它們正通過無線鏈路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，并就此形成了無數(shù)個(gè)在覆蓋范圍、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹贤l率、交互速率與節(jié)點(diǎn)數(shù)量等通信參數(shù)存在差異的無線局域網(wǎng)絡(luò)。

在這些無線局域網(wǎng)絡(luò)中，以LoRaWAN、Wi-SUN與Zigbee等協(xié)議為代表的成熟方案已在自動(dòng)抄表、公用事業(yè)與智能家居等領(lǐng)域中被廣泛采用。然而，由于這些協(xié)議本身具備較高復(fù)雜度且需要一定硬件資源與設(shè)施成本，并不能滿足一些節(jié)點(diǎn)規(guī)模較小與對(duì)成本要求較高的組網(wǎng)需求，因此市場中亟需一種兼具基礎(chǔ)通信能力與輕量化組網(wǎng)特性的解決方案。

RFM23A020，輕量化組網(wǎng)方案的高效硬件基礎(chǔ)

華普微作為國內(nèi)Sub-GHz無線射頻自研芯片領(lǐng)域的先行者，已在無線通信領(lǐng)域耕耘二十余載，其自主研發(fā)的RFM23A020就是一款具備輕量化組網(wǎng)特性、易于部署與易于維護(hù)的SoC射頻收發(fā)模塊，可有效填補(bǔ)市場中低功耗、輕量化組網(wǎng)方案的空白。

如下圖所示，RFM23A020支持構(gòu)建一個(gè)Sub-GHz頻段下的無線數(shù)據(jù)雙向通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)基于Connect私有協(xié)議，可由一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)和若干個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)及終端節(jié)點(diǎn)組成星型網(wǎng)絡(luò)或擴(kuò)展星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；其中，中心?jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)地址分配和管理，最多可支持64個(gè)子節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)；中繼節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，最多支持32個(gè)子節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)；終端節(jié)點(diǎn)則可分為普通終端節(jié)點(diǎn)和支持低功耗的休眠節(jié)點(diǎn)。

RFM23A020網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D

集成RFM23A020模塊的設(shè)備在進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)操作或創(chuàng)建、加入、離開網(wǎng)絡(luò)時(shí)可通過串口（TXD/RXD引腳）查看或輸入相應(yīng)的AT指令實(shí)現(xiàn)，無需編程、極易部署。在網(wǎng)絡(luò)成功部署后，已與中心節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)成功的子節(jié)點(diǎn)還會(huì)自動(dòng)儲(chǔ)存連接信息，在下一次開機(jī)時(shí)會(huì)自動(dòng)與中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng)，方便快捷。

RFM23A020無線組網(wǎng)演示方案示意圖

此外，子節(jié)點(diǎn)在接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)還可根據(jù)實(shí)際需求被配置為“工作”模式或“休眠”模式?！肮ぷ鳌蹦Ｊ较?，子節(jié)點(diǎn)會(huì)保持活躍狀態(tài)，與控制中心進(jìn)行實(shí)時(shí)的雙向通信，適用于煙霧報(bào)警器、氣象監(jiān)測站及其他需要持續(xù)監(jiān)控的組網(wǎng)場景。

“休眠”模式下，子節(jié)點(diǎn)會(huì)按照設(shè)定好的上報(bào)時(shí)間，根據(jù)自身所擁有的感知功能定期向中心節(jié)點(diǎn)傳輸溫度、氣壓與距離等數(shù)據(jù)信息，且子節(jié)點(diǎn)只有向控制中心進(jìn)行傳輸時(shí)才會(huì)被短暫喚醒，其余時(shí)間則保持著休眠狀態(tài)，可極大地提升子節(jié)點(diǎn)的電池壽命。

RFM23A020的通信效果有多能打？

值得一提的是，除上述Extended Star Mode外，RFM23A020還支持Direct Mode和MAC Mode兩種組網(wǎng)方案，不僅適合應(yīng)用在多節(jié)點(diǎn)、需集中管控的組網(wǎng)場合中（由中心節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一調(diào)度設(shè)備間的通信路徑），還適合應(yīng)用在簡單的直連場景（無需路由，少量節(jié)點(diǎn)直接通信）及其低功耗的自組織網(wǎng)絡(luò)中（利用802.15.4的MAC層實(shí)現(xiàn)簡單交互），極具靈活性。

RFM23A020通信模式示意圖

此外，為充分驗(yàn)證RFM23A020的無線通信性能，華普微還在通信距離為1.3公里的戶外環(huán)境下進(jìn)行了實(shí)地測試，結(jié)果顯示其通信效果穩(wěn)定可靠。（測試條件：工作電壓3.3V，溫度25℃，濕度74%，晶振頻率39MHz，工作頻率915MHZ，調(diào)制模式OQPSK，速率9.6kbps。天線為膠棒天線，增益3dBi。）

RFM23A020通信距離實(shí)測效果

展望未來，隨著輕量化組網(wǎng)方案的持續(xù)應(yīng)用，它將有望通過降低設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的部署門檻與運(yùn)維成本，加速物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)向小型工廠與民生服務(wù)等領(lǐng)域滲透，加速萬物互聯(lián)時(shí)代的到來。